硬度计压头介绍

硬度计压头介绍

        压头在硬度试验中是一个至关重要的部件,它的精度和品质是保证示值准确性重要因素。由于试验方法的不同,压头有不同的材料、不同的几何开关和不同的精度要求。

        按制造用材料可分为:钢质、硬质合金、 人造刚玉和天然金刚石。

        按形状可分为:球形、圆锥形、圆柱形、正角锥体和菱形锥体。

        按试验方法可分为:布氏硬度试验法的φ10、φ5、φ2.5和φ1 mm的硬质合金球压头。洛氏硬度试验法用的φ1.588和φ3.175 mm的淬火钢球或硬质合金球和夹角为120°的圆锥体金刚石压头。维氏硬度使用的两相对面夹角为136°±0.5°的正四面角锥金刚石压头。划痕硬度使用90°、120°金刚石压头型号为:RC 1~RC 15为15种洛氏金刚石压头;HV 1~HV 4为4种维氏压头;HD 1~HD5为5种显微硬度用压头;HVG 1~HVG 2为高温硬度用压头;HV 1为努普硬度用压头;HS 1为肖氏硬度用压头, HC 1为超声波硬度用压头。压头应根据试验方法、硬度计类型以及测定对象特点准确选用。

        1)布氏压头的检验

        新的标准规定,压头球体应是硬质合金材料制成,取消了原标准中使用钢球的规定。硬质合金球的特性应满足如下要求:

        维氏硬度不低于1500HV10,硬度测定方法按GB/T 7997规定进行。

        材质密度为:ρ=(14.8±0.2)g/cm3

        建议其化学成分为:

        碳化钨(WC):基本部分;

        其他碳化总量(质量分数):2.0%;

        钴(Co)(质量分数):5.0%~7.0%。

        由于球体压头是布氏硬度试验中标准工具之一,所以球体直径的公差范围应控制得尽可能小,否则将影响布氏硬度值的准确性。

        在GB/T 231.2中对布氏硬度压头球 直径允差规定见下表:

硬质合金径允许偏差

球直径/mm

允差/mm

球直径/mm

允差/mm

10

5

±0.005

±0.004

2.5

1

±0.003

±0.003

 

        在检查球体直径时,应在3个以上位置测量,用其平均值作为测量直径,而且在每个位置上测量的直径偏差均不应大于上表规定。

        2)洛氏压头的检验

        在洛氏硬度试验中,使用两种类型的压头,即金刚石圆锥压头和球压头。

        (1)金刚石圆锥压头的检验

        金刚石圆锥压头的检验分直接检验和间接检验。

        在直接检验中要求:

        ①在0.3 mm压入深度内金刚石圆锥球面应抛光,并无表面缺陷,锥面与球面应完全相切。

        ②在4个以上等间隔截面测量压头形状。

        ③金刚石圆锥顶角应为120°±0.35°,在邻近结合处金刚石圆锥母线直线度偏差在0.4 mm内应不大于0.002 mm。

        ④金刚石圆锥体轴线与压头柄轴线夹角应小于0.5°。

        (2)球压头的检验

        ①球压头包括钢球和硬质合金球,球的表面应抛光,并且没有表面缺陷;

        ②球的直径允许偏差在3个以上位置测量,应符合下表要求;

        ③钢球的维氏硬度应不低于750HV10(曲面修正后的值);

        ④硬质合金球的维氏硬度应不低于1500HV10(曲面修正后的值)。

表2 洛氏硬度压头球直径允许偏差

洛氏硬度标尺

球直径/mm

允差/mm

B

F

E

G

1.5875

1.5875

1.5875

1.5875

±0.0035

±0.0035

±0.0035

±0.0035

E

H

K

3.175

3.175

3.175

±0.004

±0.004

±0.004

        3)维氏金刚石压头的检验

        金刚石压头的检验

        在GB/T 4340.2中对维氏硬度压头要求如下:

        (1)金刚石正四棱锥体的4个面应抛光且无表面缺陷;

        (2)通过直接测量或在投影屏上测量压头的投影能够对压头的形状进行检验;

        (3)金刚石棱锥体顶两相对面夹角应为136°±0.5°。


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